Oszczędzanie energii i monitorowanie jej zużycia to kluczowe w dzisiejszych czasach kwestie. W przemyśle energii zużywa się dużo i jej koszt jest jednym z największych wydatków przedsiębiorstw. Nadmierne jej zużycie jest problemem zarówno dla przedsiębiorców, jak i środowiska naturalnego.

Spróbujmy go zatem rozwiązać.

---

Klasyczne oszczędzanie energii elektrycznej to za mało

Podstawowym sposobem na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej jest wymiana starych urządzeń na nowe. Niestety, takie podejście szybko okażę się nieefektywne kosztowo, ale również w ogólnym rozrachunku może być mniej ekologiczne.

Wymiana urządzeń na nowocześnieje może wiązać się z bardzo dużymi nakładami inwestycyjnymi, niewspółmiernymi od uzyskanych korzyści. Optymalizacja procesu prawdopodobnie będzie być trudna, ponieważ wymaga znalezienia punktów, gdzie tracimy najwięcej energii elektrycznej.

Możemy dużo efektywniej zoptymalizować nasze przedsiębiorstwo, tak aby uzyskać duże oszczędności oraz zmniejszyć ślad węglowy.

---

Nowe oblicze zarządzania energią

Każdy zna powiedzenie "dane to waluta przemysłu". Nie inaczej jest w tym przypadku. Aby jak najlepiej zoptymalizować zużycie energii elektrycznej konieczne jest zastosowanie stałego monitorowania strefy energetycznej i to w wielu punktach.

To z kolei rodzi co najmniej dwa nowe pytania: jak mierzyć i przesyłać zebrane dane oraz jak je analizować? 
Tutaj z pomocą przychodzi nam IoT oraz sztuczna inteligencja.

---

Systemy IoT przeznaczone do monitorowania zużycia energii elektrycznej

1. Inteligentne liczniki energii
   To urządzenia lub cale systemy, które umożliwiają pomiar zużycia energii elektrycznej i przesyłanie danych do centralnego systemu. Systemy te wykorzystują różne czujniki; prądu, napięcia i mocy, które pomagają w dokładnym pomiarze zużycia energii. Stale zbierane dane pozwalają na budowanie trendów, które pomagają lepiej zrozumieć czynniki wpływające na to zużycie.

2. Systemy zarządzania oświetleniem
   To rozwiązania, które pozwalają na zdalne sterowanie oświetleniem w budynkach. Dzięki nim użytkownicy mogą dokładnie kontrolować zużycie energii, wyłączając światło w pomieszczeniach, w których nie ma nikogo lub dostosowując jego poziom do aktualnych potrzeb. Systemy te wykorzystują zaawansowane czujniki ruchu i światła, które pomagają w automatycznym zarządzaniu oświetleniem.

3. Systemy zarządzania HVAC
   Pozwalają na zdalne sterowanie systemami grzewczymi, wentylacyjnymi i klimatyzacyjnymi. Dzięki temu użytkownicy mogą dostosowywać temperaturę w pomieszczeniach do aktualnych potrzeb, co pozwala na zaoszczędzenie energii.

4. Systemy zarządzania bateriami  
   To rozwiązania IoT, które pozwalają na zarządzanie energią elektryczną w magazynach energii, takich jak np. baterie. Umożliwiają gromadzenie energii w okresach, gdy jest ona dostępna w nadmiarze i wykorzystywanie jej wtedy, kiedy jest potrzebna.

Wiemy już, jak generować dane, teraz należy rozpatrzeć kwestie związane z ich analizą.

---

Systemy do analizy danych energetycznych

Na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań do obsługi sprzętu związanego. Oferują one różne funkcjonalności, zależności od konkretnego przeznaczenia:

• typowo przemysłowe,
• elektroenergetyczne
• budynkowe.

Skupmy się jednak na aspektach wspólnych, niezależnie od zastosowania. Co zatem powinien umożliwiać taki modelowy system?

1. Agregacja danych z systemów pomiarowych
   System powinien umożliwiać zbieranie danych z podziałem na konkretne urządzenia pomiarowe, a w dalszej kolejności na określone czujniki z urządza. Taki podział znacznie przyspiesza i ułatwia późniejszą analizę danych.

2. Analiza danych
   System powinien umożliwiać analizę danych dotyczących zużycia energii oraz wykrywanie miejsc, w których można oszczędzić energię. Działania te powinny być wykonywane w sposób autonomiczny i samouczący się.

3. Wizualizacja danych
   System powinien umożliwiać prezentację danych w formie graficznej i łatwej do zrozumienia wizualizacji, co ułatwi identyfikację problemów związanych z zużyciem energii. Ponadto, dashbordy powinny umożliwiać wyświetlanie różnych danych w zależności od użytkownika, który aktualnie z nich korzysta. Inne dane będą wartościowe dla inżyniera utrzymania ruchu, a inne dla działu finansowego.

4. Alarmy
   System powinien umożliwiać ustawianie alarmów na podstawie różnych parametrów, takich jak maksymalne zużycie energii. Pozwoli to na szybką reakcję na problemy związane z energią. Nie mniej istotne jest to, aby konkretne alarmy docierały do określonych użytkowników w sprawny sposób, tak by niczego nie przeoczyć.

5. Raportowanie
   System powinien umożliwiać generowanie raportów dotyczących zużycia energii w czasie rzeczywistym lub na podstawie historycznych danych. Pozwoli to na monitorowanie i ocenę wyników oszczędnościowych.

6. Prognozowanie
   System powinien umożliwiać prognozowanie zużycia energii w przyszłości na podstawie danych historycznych i zmienności produkcji. Pozwoli na lepsze planowanie i przygotowanie do zapotrzebowania na energię.

7. Automatyzacja
   System powinien umożliwiać automatyczne sterowanie urządzeniami i maszynami w zakładzie, co pozwoli na skuteczną optymalizację zużycia energii i oszczędności. Oczywiście element automatyzacji powinien być zbudowany w ściśle określony sposób, tak aby z jednej strony dokonywał płynnych korekt wybranych parametrów, a z drugiej nie miał możliwości spowodowania komplikacji w całym systemie sterownia. Jest to najczęściej punkt zapalny systemów, których głównym zadaniem jest zarządzanie energią w przemyśle.

8. Integracja z innymi systemami
   To drugie największy "redflag" tych systemów, zaraz po automatyzacji. W teorii system powinien umożliwiać integrację z innymi systemami w zakładzie, takimi jak sterowanie produkcją czy zarządzanie budynkami. W praktyce może działać to różnie.

Wiemy już co taki system powinien robić, żeby efektywnie zarządzać zużyciem energii. Niestety, jak to bywa w automatyce przemysłowej - pojawiają się kolejne wyzwania.

Jak zatem połączyć:

• wsparcie dla szerokiej gamy czujników,
• rozbudowany system pomiarowy,
• zapis dużej ilości danych oraz ich analizę,
• wsparcie dla integracji tego systemu z już istniejącymi systemami,
• wizualizacje danych,
• generowanie raportów,
• możliwość automatyzacji?

Nie zapominajmy że to wszystko musi spełniać szereg norm oraz zapewniać ochronę przed cyberatakami.

---

Iconics Energy AnalitiX - przemysłowy system monitorowania energii elektrycznej

To właśnie odpowiedź na pytanie pojawiające się w poprzednim akapicie. Wszystkie te funkcjonalności połączy właśnie rozwiązanie Iconics. 

To zaawansowany, bardzo rozbudowany system SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), który pozwala na kompleksową kontrolę, wizualizację oraz organizację komunikacji pomiędzy komponentami procesu produkcyjnego.

Więcej informacji oprogramowaniu znajduje się pod tym linkiem. W tym artykule skupimy się na konkretnym module tego pakietu.

---

Jaką funkcjonalność oferuje Energy AnalitiX?

To specjalistyczny moduł, który jest dedykowany do analizy i optymalizacji zużycia energii w zakładach przemysłowych. Moduł ten umożliwia zbieranie, przetwarzanie, analizę danych z różnych źródeł i prezentacje - w formie predefiniowanych wykresów, automatycznie generowanych raportów oraz paneli KPI, takich jak liczniki energii elektrycznej, cieplnej, gazowej, czy też dane o zużyciu wody czy nawet pary.

Dzięki Energy AnalitiX użytkownicy mogą monitorować zużycie energii w czasie rzeczywistym oraz analizować jego historię. Pozwala to na identyfikację trendów oraz potencjalnych oszczędności energii. Moduł ten umożliwia również zdefiniowanie celów oszczędnościowych oraz automatyczne generowanie raportów.

Ważną funkcjonalnością ICONICS Energy AnalitiX jest możliwość automatycznej identyfikacji źródeł strat energii. Będą to np. przecieki, wycieki czy też zużycie energii w procesach z niewłaściwie ustawionymi parametrami (takimi jak nastawy prędkości, obciążenie, zbyt duże zmiany temperatury).

Moduł ten pozwala również na planowanie i monitorowanie działań mających na celu zmniejszenie zużycia energii, takich jak modernizacje urządzeń czy też zmiany w procesach produkcyjnych. Oferuje również interfejsy programistyczne API, które umożliwiają integrację z innymi systemami w zakładzie, takimi jak systemy ERP czy MES, co pozwala na jeszcze bardziej zaawansowane zarządzanie procesami przemysłowymi.

---

Architektura rozwiązania Energy AnalitiX

Niezaprzeczanie dużą zaletą omawianego rozwiązania jest jego ściśle przemysłowy rodowód. Dzięki temu, mamy możliwość bezproblemowego korzystania z najpopularniejszych protokołów, takich jak OPC/OPC UA, Modbus, BACnet, AQMP itp. Zebrane dane są przekazywane do bezpiecznej bazy danych Hyper Historian z możliwością redundancji.

Sam moduł klasyfikowany jest przez producenta jako "Platform Services", co oznacza, że jest integralną częścią ICONICS Suite. Dzięki temu możemy w prosty sposób zintegrować ten moduł z resztą zakładu przemysłowego, o ile jest oparty na systemie ICONICS Genesis64.

Jeśli jednak przedsiębiorstwo oparte jest na innym systemie SCADA, elastyczność systemu pozwala na bezproblemowe wdrożenie rozwiązania jako stand-alone lub integrujące się z na poziomie systemów MES lub ERP. Dużym plusem tego rozwiązania jest jego łatwość wdrożenia. ICONICS posiada również bardziej rozbudowane narzędzie, Energy Management, do zarządzania platformami energetycznymi.

---

W jakich obszarach sprawdzi się Energy AnalitiX?

Obszary zastosowania są nieograniczone. Czynnikiem, który determinuje zyski możliwe do wygenerowania przy użyciu tego oprogramowania jest stopień cyfryzacji zakładu. Im więcej danych zbierzemy, tym bardziej precyzyjne będą analizy i prognozy.

Oto kluczowe obszary, w których możemy oczekiwać wysokich zysków poprzez oszczędzanie i zarządzanie energią:

• Przemysł spożywczy
  W tym sektorze kluczowe jest zapewnienie ciągłego i efektywnego procesu produkcyjnego, który jednocześnie nie generuje dużych kosztów związanych z zużyciem energii. Zaletą wdrożeń w tym obszarze, jest stosunkowo duża elastyczność przy regulacji procesów energoelektrycznych.
• przemysł papierniczy i celulozowy
  Tu energia elektryczna i cieplna są największymi kosztami w procesie produkcji. Dzięki ICONICS Energy AnalitiX możliwe jest dokładne monitorowanie zużycia energii, a także identyfikowanie potencjalnych źródeł oszczędności i optymalizacja procesów produkcyjnych.
• Przemysł chemiczny
  W tym sektorze zużycie energii jest bardzo duże, a jednocześnie procesy produkcyjne są skomplikowane i wymagające ciągłej optymalizacji. Dzięki temu modułowi można monitorować zużycie energii na każdym etapie procesu produkcyjnego oraz identyfikować potencjalne źródła oszczędności.
• Sektorze lotniczym
  W tym wypadku energooszczędne rozwiązania są szczególnie istotne z powodu dużej ilości energii zużywanej przy obsłudze samolotów podczas lotów. Ponadto, sektor ten w dużym stopniu bazuje na czynnikach szybkozmiennych, takich jak ceny paliwa, ceny wykorzystania pasów startowych, płyt postojowych itp. Opierając się na danych historycznych, aktualnych i modelach predykcyjnych możemy w dokładny sposób planować logistykę, tak żeby zminimalizować koszty wykorzystanej energii, uwzględniając inne czynniki wpływające na całościowy koszt. Tutaj zaletą proponowanego oprogramowania jest możliwość integracji z systemami ERP.

---

Podsumowanie

Obecnie oszczędzanie i zarządzanie energią w przemyśle nie jest już dodatkiem do zwiększania zysku, ale wręcz koniecznością. Kolejne lata przyniosą wiele zmian i obostrzeń względem zużycia energii elektrycznej w naszej części Europy. Warto już teraz rozważyć wdrożenie efektywnych systemów pozwalających na efektywne zarządzania energią.

Jeżeli zainteresował Państwa temat powyższego artykułu, zapraszamy do kontaktu pod adresem iconics@elmark.com.pl.